Al final de la construcción de la Torre Eiffel, se instaló un laboratorio meteorológico en su cumbre, y fue interesante saber si las observaciones realizadas en el suelo eran conformes con las tomadas a 300 m de altura. Los resultados no fueron sorprendentes, pero interesantes porque confirmaron el conocimiento de la época. El resto de este texto está tomado del libro "La torre de 300 m" de Gustave Eiffel, que a su vez se hace cargo de los anales de la Oficina Meteorológica Central para estos datos de 1890 y 1894.
Las observaciones meteorológicas comparativas, iniciadas en la Oficina Central y en la Torre Eiffel, cuando la Torre se completó a mediados de 1889, no se completaron realmente hasta el final del mismo año; por lo tanto, ahora comprenden cinco años completos, un período que ya es lo suficientemente largo para que podamos deducir algunos resultados generales.
Los resúmenes de observaciones anteriores, que cubren los años 1889 y 1890, se pueden encontrar en el documento de Observaciones meteorológicas de 1889.
Temperaturas
Variación diurna de la temperatura. Damos tablas detalladas solo para la Oficina Meteorológica (patio), el observatorio de Saint-Maur y la Torre Eiffel, omitiendo las observaciones de las dos estaciones intermedias de la Torre.
Utilizando los números de las tablas anteriores, es fácil construir las curvas que representan la variación diurna de la temperatura en las distintas estaciones y registrar en estas curvas los valores del mínimo absoluto y del máximo absoluto, valores que difieren de los valores quedan, muy pocos de los que corresponden a las horas más próximas; Así obtenemos los puntos extremos de la curva figurativa de la variación diurna. Estos extremos se dan a continuación.
La diferencia entre el máximo y el mínimo da, para cada estación, la amplitud de la variación diurna periódica; Estas amplitudes son las siguientes:
Los valores absolutos de las amplitudes pueden variar mucho, para el mismo mes, de un año a otro, según el estado general de la atmósfera. Por lo tanto, no pueden considerarse suficientemente determinados por solo cinco años de observaciones. Pero las proporciones de estas amplitudes a las de una de las estaciones durante el mismo período son ciertamente mucho menos variables que las amplitudes mismas. Calculamos estas proporciones tomando como punto de comparación la estación de Saint-Maur; Los damos aquí con solo dos decimales, el tercero obviamente no tiene importancia en el presente caso.
La proporción de las amplitudes de temperatura en Saint-Maur y en el patio de la Oficina de Meteorología es constante e igual a 0.90 en los ocho meses de marzo a octubre; es un poco más débil (0,78) en los otros cuatro meses; La causa de esta diferencia está en las condiciones particulares de la instalación del refugio en la Oficina.
En la segunda plataforma de la Torre Eiffel (123 m), la proporción de amplitudes de temperatura con respecto a las de Saint-Maur permanece casi constante durante todo el año, pero muestra una ligera tendencia a ser más grande en verano que 'en invierno ; esta tendencia se acentúa marcadamente en la plataforma intermedia (197 m), y la variación anual de la relación se vuelve muy importante en la parte superior (302 m).
La amplitud de la variación diurna parece, según los números informados anteriormente, disminuir de acuerdo con una ley más rápida que la altitud.
Las tablas de temperatura anteriores contienen toda la información necesaria para estudiar la variación diurna de la temperatura a diferentes alturas. La comparación de los números de Saint-Maur y los de las tres estaciones de la Torre Eiffel muestra que, en todos los meses, sin excepción, la inversión de temperatura es la regla de la noche en las capas más bajas de la atmósfera.
Los puntos donde las líneas isotérmicas tienen una tangente vertical indican las horas a partir de las cuales se produce la inversión de temperatura en las capas inferiores; desde estos puntos, la temperatura disminuye tanto cuando subimos como cuando bajamos; También hemos representado el lugar de estos puntos mediante dos líneas con líneas discontinuas. En diciembre-enero, la inversión comienza a nivel del suelo a las 16:05: alcanza los 80 m a las 17 horas, 100 m a las 18 horas y se eleva a 125 m entre la medianoche y la 1:00; entonces, la capa donde hay inversión de temperatura disminuye gradualmente en altura; tiene solo 100 m a las 7:10 am, 50 m a las 9:35 am y desaparece a las 10:20 am; Entre las 10h20 y las 16h05, la temperatura disminuye constantemente cuando nos elevamos en el aire. En agosto-septiembre, la inversión comienza en el suelo a las 4:25 pm y termina a las 7:05 am, pero se extiende mucho más alto en la atmósfera; hay una inversión de hasta 200 m a 3h10m y hasta más de 300 m entre las 6:10 y las 7:05 am. La falta de observaciones no permite extender las isotermas por encima de 300 m, por lo que el límite superior de la inversión no está claramente determinado; pero, de acuerdo con el aspecto general de las curvas, no parece exceder apreciablemente los 310m. Los otros periodos del año se podrían estudiar de la misma manera; Nos limitaremos a los dos anteriores, que nos parecieron los más interesantes.
Humedad atmosferica
Las observaciones de la humedad atmosférica se realizaron en la parte superior de la Torre Eiffel, a 302 m sobre el suelo, utilizando un higrómetro registrador de banda de pelo Richard, cuyas indicaciones se monitorizaron cuatro o cinco veces al año. Semana por medio de las de un psychromaster colocado a continuación. Así, directamente, todas las correcciones instrumentales realizadas, los valores por hora de la humedad relativa; La humedad relativa y la temperatura combinadas dan los valores por hora de la presión de vapor.
Variación diurna de la humedad. Las observaciones higrométricas de la Torre Eiffel han sido comparadas con las de Parc Saint-Maur. Esta comparación muestra que la variación diurna de la tensión del vapor de agua sigue un paso completamente diferente en la Torre Eiffel y cerca del suelo. En los cuatro meses de noviembre, diciembre, enero y febrero, la presión de vapor es sustancialmente constante a lo largo del día en la Torre Eiffel; De hecho, la amplitud de la variación diurna, especialmente en diciembre y enero, es del mismo orden de magnitud que el error probable de promedios que resultan de solo cinco años de observaciones. Durante los otros meses, la tensión del vapor presenta, en las veinticuatro horas, solo un máximo y un mínimo mínimo de pozo: el máximo se produce por la mañana, hacia las 9 en punto, y el mínimo por la tarde, hacia 16 horas o 17 horas, es decir, aproximadamente las mismas horas que el máximo y el mínimo correspondiente al nivel del suelo; pero el segundo máximo y el segundo mínimo observado en la noche y al amanecer en las capas inferiores, respectivamente, desaparecen de manera casi completa a 300 m de altura.
En cuanto a la humedad relativa, tiene aproximadamente el mismo valor en el Parc Saint-Maur y la Torre Eiffel, en el medio del día, en el momento del mínimo; por el contrario, en la mañana, en el momento del máximo, la humedad es mucho mayor cerca del suelo que a una altitud de 300 m, lo que está totalmente de acuerdo con la ley de variación de la temperatura y la temperatura. Inversión que normalmente se produce en las capas inferiores.
Para concluir estas consideraciones relacionadas con la variación diurna de la humedad, damos a continuación, para las dos estaciones, la amplitud de la variación de la tensión de vapor y la humedad relativa; estos números se obtuvieron simplemente haciendo la diferencia entre los valores por hora más grandes y más pequeños dados para cada mes en las tablas anteriores.
Las amplitudes son mucho más bajas, en general, a 300 m que cerca del suelo, tanto para la presión de vapor como para la humedad relativa; no hay excepción, excepto en marzo y solo para la presión de vapor; El examen de los números, que son algo irregulares para este mes, muestra que esta excepción desaparecerá en un período de observación más largo.
Variación anual de la humedad. Damos a continuación, para las dos estaciones, los promedios mensuales de la tensión de vapor y la humedad relativa, deducidos de los cinco años 1890-1894.
La tensión de vapor es menor en la Torre Eiffel cada mes que en Saint-Maur, y esto es cierto no solo para los promedios generales del período, sino individualmente para cada uno de los meses de cinco años. La diferencia entre las dos estaciones es la más pequeña en invierno (enero, 0,33 mm) y la mayor en verano (julio, 1,87 mm). Los dos meses extremos son los mismos en las dos estaciones, enero para el mínimo, agosto para el máximo; Las diferencias entre los voltajes de vapor promedio para estos dos meses son, respectivamente, 4,83 mm en la Torre Eiffel y 6,26 mm en el Parc Saint-Maur. La amplitud de la variación anual de la presión de vapor, por lo tanto, disminuye rápidamente con la altitud.
La humedad relativa también es, en todos los meses, más baja a 300 m que cerca del suelo. La diferencia viene exclusivamente de la noche, como hemos indicado en el estudio de la variación diurna. Pero, contrariamente a lo que hemos encontrado para la temperatura y la presión de vapor, la amplitud de la variación anual de la humedad relativa es aproximadamente la misma en las dos estaciones, 23.9 en Saint-Maur, 22.8 en la torre Eiffel. El mes más seco es el mismo en ambos lados, abril; el mes más húmedo es noviembre en la Torre y diciembre en Saint-Maur; pero, como la humedad relativa varía muy poco de noviembre a enero, quizás el mes más húmedo no se mantenga igual en una serie más larga. A pesar de esta analogía de caminar, la diferencia entre las dos estaciones está lejos de ser constante: es mínima en abril (3.9) y toma valores considerables al final de la estación cálida: 8.2 en agosto, 11, 3 de octubre y 12,7 de septiembre. Estas variaciones son absolutamente concordantes con las de la temperatura; es en este momento, de hecho, que la diferencia de temperatura entre las dos estaciones es la más pequeña, y que incluso la estación más alta puede ser la más caliente en valor absoluto; ya que al mismo tiempo la presión de vapor es más baja, la humedad relativa puede volverse mucho más pequeña que cerca del suelo.
Velocidad del viento
Variación diurna. Las siguientes tablas muestran los promedios por hora de la velocidad del viento, por mes, para el período de seis años, 1890-1895, en la Oficina Meteorológica y la Torre Eiffel. Para facilitar el estudio, los valores de la proporción y la diferencia de las velocidades observadas en cada hora se agregaron a las dos estaciones.
La tabla anterior muestra, para cada mes y cada hora, el informe de las velocidades del viento en la Torre Eiffel y la Oficina Meteorológica. Este informe sigue un paseo diurno muy regular. La relación de las dos velocidades es máxima hacia el final de la noche y mínima en el medio del día. Presenta la mayor variación en verano y especialmente en otoño. En septiembre, en particular, esta relación varía de 2.3 (11 horas) a 8.0 (4 y 5 horas); el último número 8.0 es el valor promedio más alto de la relación de las velocidades del viento en las dos estaciones en una hora y en cualquier mes.
Variación anual. En las siguientes tablas, damos los promedios mensuales de la velocidad en las dos estaciones para todos los meses en que se realizaron observaciones regulares.
La variación anual de la velocidad del viento en la Oficina de Meteorología no muestra ningún aspecto claro: hay un pequeño mínimo en agosto, septiembre y octubre, y en horas pico en febrero y marzo. Esta falta de regularidad en la variación anual se debe a que, debido bañera productos locales por cuota de energía solar, la velocidad media del viento se incrementa es una forma anormal durante la temporada de calor en el medio del día. De esta manera, el promedio mensual es demasiado alto debido a causas accidentales que no tienen nada que ver con la circulación general. Si tenemos en cuenta, en lugar de la media del mes, el promedio juego sólo por la noche, cuando no existe la bañera de hidromasaje locales, nos encontramos con que la velocidad del viento es, sin embargo, mucho mayor en invierno Solo en verano, lo que está de acuerdo con las leyes conocidas de circulación general. La velocidad promedio del viento en la oficina meteorológica, desde la medianoche hasta las 4 am, tiene, en efecto, el siguiente valor en los diferentes meses:
La variación anual se vuelve extremadamente clara en estos números: hay un máximo al final del invierno (febrero), y un mínimo al final del verano (septiembre), el valor del mínimo es menos de la mitad de La del máximo.
En la Torre Eiffel, donde la importancia relativa de la variación diurna es menor, la variación anual es inmediatamente evidente a partir del examen de los promedios mensuales. El mínimo se produce en verano y el máximo en pleno invierno.
La velocidad promedio del viento es casi exactamente cuatro veces mayor (4.05) en la Torre Eiffel que en la Oficina del Clima; esta relación varía considerablemente en el transcurso del año; Es el más pequeño en junio y el más grande en octubre. Es suficiente, en París, elevarse a menos de 300 m sobre el suelo para que la velocidad promedio del viento aumente de 2.15 a 8.71 m; así que primero hay, en las capas más cercanas al suelo, un aumento muy rápido de la velocidad del viento con la altura. Las observaciones hechas en las nubes muestran que este aumento es mucho más lento. Para determinar la verdadera ley del aumento de la velocidad con la altura, no debemos tener en cuenta las observaciones realizadas muy cerca del suelo, que pertenecen a una capa en un estado muy particular y donde la velocidad se reduce artificialmente por la fricción. La velocidad de las nubes puede compararse útilmente solo con la observada a alturas de al menos 100 m o 200 m sobre el suelo.
Frecuencia de diferentes velocidades del viento. En muchas aplicaciones, especialmente las relacionadas con la aeronáutica, es de gran interés conocer el grado de frecuencia de las diferentes velocidades del viento; las observaciones realizadas en las inmediaciones del terreno serían, a este respecto, muy engañosas, porque las observaciones comparativas en la Torre Eiffel y la Oficina Meteorológica muestran que a menudo hay un viento muy apreciable e incluso fuerte a 300 m de altura, Mientras está casi calmado. Por lo tanto, mediante las observaciones realizadas durante los seis años 1890-1895, calculamos la frecuencia de las diferentes velocidades del viento a 300 m sobre el suelo. Los resultados de este conteo se muestran en las siguientes tablas:
La primera tabla da la frecuencia relativa, para 1000 observaciones, velocidades entre 0 m y 2 m, 2 m y 4 m, etc. ; el segundo indica cómo, de un total de 1,000 observaciones, hay algunas que dan velocidades superiores a 2 m, 4 m, 6 m, y así sucesivamente. Estas dos tablas, que se deducen una de la otra, pueden ser útiles para consultar en muchos casos para aplicaciones.
La frecuencia de vientos fuertes, superior a 10 m por segundo, es la más alta en enero; disminuye gradualmente hasta junio, cuando es mínimo, aumenta en julio y agosto, luego, después de disminuir un poco en septiembre, aumenta nuevamente hasta el final del año.
Los vientos de tormenta, que exceden los 25 m por segundo, son relativamente raros; se observan en promedio solo 19 veces de cada 1,000 y exclusivamente en los seis meses de octubre a marzo. Pero es importante tener en cuenta que todas estas velocidades se han determinado mediante el anemo-cinemógrafo ordinario de MM. Hermanos Richard, que envían a la grabadora un contacto cada vez que el viento ha recorrido un camino de 25 m. Este instrumento no da una velocidad rigurosa en metros por segundo en un momento dado, sino solo un promedio correspondiente a un intervalo de tiempo de unos pocos minutos. Además, todos los números anteriores se obtuvieron en el conteo de las velocidades del viento registradas en cada momento exacto, independientemente de lo que ocurrió en los períodos intermedios. Está claro que la proporción de vientos muy fuertes aumentaría considerablemente, por un lado, si se hubiera empleado un instrumento con indicaciones instantáneas, y por el otro, en lugar de tomar la velocidad del viento en cada ronda de horas, Se anotaron las velocidades más altas anotadas en el intervalo de las horas de observación.
Para completar los datos de viento de tormenta, aquí indicamos, para cada mes, el número de días en que el viento, en un momento dado, excedió 20 my 25 m por segundo, respectivamente. Recordamos que el período de seis años considerado Incluye un total de 186 días en cada mes de 31 días, 180 días en los meses de 30 días y 169 días en febrero.
Estos números serían un poco más altos si se hubieran leído en un instrumento que diera indicaciones instantáneas. Un anemo-cinemógrafo de velocidad absoluta está en servicio regular en la Torre Eiffel; envía un contacto al aparato de registro por cada metro de viento, y las indicaciones están escritas en una tira de papel que corre a una velocidad de 0.5 mm por segundo. Desafortunadamente, este delicado instrumento nunca ha podido funcionar continuamente durante tormentas de cualquier duración. La velocidad más alta registrada hasta el momento es de 48 metros, el 12 de noviembre de 1894, a las 18:13, mientras que el registrador de velocidad estándar indicó una velocidad de 42 metros como promedio de unos pocos minutos. En este punto, el filmógrafo de indicación instantánea dejó de funcionar regularmente, enviando sus contactos solo de manera intermitente. Unos minutos más tarde, a las 18:18, hubo un intervalo de 2 ', 2 durante el cronógrafo, durante el cual el viento viajó exactamente 100 m, lo que durante este intervalo alcanzó una velocidad promedio de 45.5 m por segundo; Parece probable que la velocidad instantánea de las ráfagas de viento alcanzara y superara quizás 50 m por segundo.
Serie de dispositivos meteorológicos.
Serie de dispositivos meteorológicos.
En orden: anemómetro, medición de viento vertical, veleta, anemo-cinemógrafo, termómetro
Cinemografía de medición instantánea.
Cinemografía de medición instantánea.
Cinemografía de medición instantánea.
Barómetro Tonnelot
Barómetro Tonnelot
Barómetro Tonnelot
Dirección del viento
La dirección del viento en la Torre Eiffel se registra por medio de una veleta Richard, transmisión eléctrica, que funciona en pasos sucesivos, cada uno correspondiente a 1/128 de circunferencia; La falta de transmisión de un contacto introduce por lo tanto un error constante de este orden en la grabación. Para evitar y corregir estos errores, que pueden acumularse en el largo plazo, se eleva la verdadera dirección del viento, en la parte superior de la Torre, en el momento de las observaciones directas; además, la orientación de la veleta se apunta con mucha frecuencia por medio de un telescopio, desde la propia oficina meteorológica; por último, la extracción se realizó solo con una aproximación cuatro veces menor que la que el instrumento es teóricamente susceptible; la circunferencia se dividió en 32 partes comenzando desde el Norte hacia el Este, de modo que en todo lo que sigue, la figura 32 corresponde al Norte, 1 al noreste, 2 a NNE, 4 a NE, 8 a este, 16 Al sur, 24 al oeste, y así sucesivamente. Primero estudiaremos a continuación la variación diurna del viento en la Torre Eiffel; nos pareció innecesario entrar en los mismos detalles para las observaciones de la Oficina, donde la dirección del viento podría verse influida por los obstáculos que la rodean. En la Torre, por otro lado, donde la veleta está a unos 300 m sobre el suelo, el horizonte es absolutamente libre en todos los lados.
Variación diurna del viento en la torre Eiffel. Primero notamos la cantidad de veces que soplaba el viento en cada dirección (de 1 a 32) en todos los meses y en todas las horas de los seis años observados. Esto le da a cada hora un total de 186 observaciones en los meses de 31 días, 180 en los meses de 30 días y 169 en febrero. Este número es ciertamente demasiado pequeño para que se eliminen las perturbaciones, hemos recopilado en un solo total las direcciones observadas en tres horas consecutivas, lo que da la ley de variación de la dirección del viento, ya que ocho épocas equidistantes separaron la Una de la otra por un intervalo de tres horas. Así, en las siguientes tablas, los números que indican la frecuencia de las diferentes direcciones del viento en cero son la suma de los números obtenidos durante 23 horas, 0 horas y 1 hora; Los números dados para 3 horas son la suma de los obtenidos a las 2 horas, 3 horas y 4 horas, y así sucesivamente. El total de los números relativos a una hora que se muestra en la tabla es, por lo tanto, 558, 540 y 507, según consideremos los meses de treinta y uno y treinta días, o el mes de febrero. El número total de observaciones para cada mes es entonces 4,464, 4,320 y 4,056, respectivamente.
En las tablas proporcionadas por el Sr. Angot, y que no podemos reproducir debido a su extensión, encontramos los detalles de las observaciones de la dirección del viento recogidas en la Torre Eiffel durante los seis años 1890-1895. Solo usamos los resultados de julio como ejemplos:
Para facilitar el estudio de la variación diurna de la dirección del viento, es conveniente reemplazar cada una de sus 32 direcciones por sus componentes en las direcciones N. y E., S. y O. estas direcciones se reducirán a los dos principales N. y E. teniendo en cuenta las señales.
Sea mp el número de veces que el viento sopla desde la dirección p designada como figura en las tablas anteriores y que corresponde a un ángulo α = p / 32 con el meridiano contado de Norte a Este. La componente n del Norte de todos los vientos estará dada por la fórmula n = Σmp cos α - p / 32 sumando todos los productos similares para todos los vientos cuya dirección esté entre 0 y 8 y entre 24 y 32.
El componente este e - Σmp sin α - p / 32 sumando los productos de 0 a 16.
El componente sur S. (direcciones entre 8 y 24) y el componente oeste W. (direcciones entre 16 y 32) se calculan de manera similar.
Los cosenos son iguales a los senos de los puntos simétricos con respecto a 45 °; así, el pecado 2-3 / 21 = cos 2-5 / 32; para que uno tenga que considerar solo los valores numéricos del coseno de 0 a 7 divisiones, es decir, 0.9808, 0.9239, 0.8315, 0.7071, 0.5556, 0.3827 y 0, 1951.
En cuanto a los componentes principales que siguen al meridiano y al perpendicular, son:
N = n - s E = c - o
el signo + indica que los componentes principales están dirigidos respectivamente en el Norte o en el Este y el signo - que están dirigidos hacia el Sur o el Oeste.
La dirección del viento con respecto al meridiano, el ángulo α que se cuenta de 0 a 360 °, viene dada por la fórmula Tg = E / N. La magnitud R de esta resultante es R = √ N2 + E2.
Este último número, dividido por el número de observaciones del mes, dará el valor relativo de la resultante. Este valor relativo sería igual a la unidad, si el viento hubiera soplado rigurosamente desde la misma dirección durante todas las palabras; en realidad es mucho más pequeño y más porque la dirección del viento ha sido más variable. A continuación, para el mes de julio, tomamos como ejemplo los valores de estos componentes y, finalmente, para cada hora, la dirección promedio del viento resultante, contabilizada de 0 a 360 °, desde el norte hacia el este.
Los números en esta última tabla ya muestran claramente una variación diurna de la dirección del viento: en casi todos los meses, sin excepción, el viento gira en sentido contrario a las agujas del reloj (de oeste a sur) Por la mañana y luego por la tarde.
El estudio de los componentes en sí se realiza mediante las siguientes consideraciones:
La dirección del viento observada en cualquier momento puede considerarse como el resultado de dos acciones:
- El viento promedio sopla en la misma dirección a lo largo del día;
- Una brisa diurna que cambia de dirección según las horas.
El viento promedio es conocido: sus componentes en las cuatro direcciones principales se indican con precisión en la tabla anterior bajo el encabezado Media. Para tener en cada hora los componentes de la brisa del día, será suficiente para deducir, de los números dados anteriormente para esta hora, el número correspondiente que se encuentra en la columna Promedio. Damos aquí el resultado de este cálculo para las dos componentes principales del viento, en el meridiano y en la dirección perpendicular:
No solo en este mes, sino en todos los meses de marzo a octubre, las cifras similares a las anteriores muestran una clara variación diurna (que es menos evidente en los meses de noviembre a febrero, debido a las perturbaciones debidas a a las tormentas).
La siguiente figura (Fig. 202) muestra un ejemplo de esta variación para la media de julio. En esta figura, la dirección promedio del viento en cualquier momento durante el día se obtiene uniendo el punto O a uno de los puntos marcados: 0 horas, 3 horas, 6 horas, ... 21 horas. Estos últimos puntos se distribuyen en una curva muy regular así trazada:
La dirección promedio del viento M O, determinada usando los componentes N. y E., se toma como ordenada y como abscisa; luego tomando de M, como origen, los valores anteriores de los componentes del día brisa. Esta dirección es en el presente caso sustancialmente NW O. El viento AO en cualquier momento puede considerarse como el resultado del viento promedio MO y una brisa diurna MA. La figura muestra que a la luz del día esta brisa diurna describe, en la dirección directa de las agujas del reloj, una rotación completa alrededor del punto M.
La brisa diurna tiene un componente sur de 5 horas a 16 horas, y un componente norte el resto del día. En cuanto al viento en sí, se mueve en sentido contrario a las manecillas del reloj de 9:00 pm a 10:00 am en la mañana. en el SW aproximadamente, y retrógrado de 10 am a 9 pm desde SW. en Nfld.
(La curva descrita por el vector MA es menos regular en las otras estaciones, pero generalmente conserva el mismo carácter, al menos durante ocho meses del año).
Si, en lugar de considerar las frecuencias del viento, consideramos las velocidades, las tablas elaboradas por M. Angot muestran que llegamos a las mismas conclusiones. Todavía hay una brisa diurna clara, que a lo largo de las veinticuatro horas gira de N. a E. Pero además, esta brisa diurna es más intensa en verano que en invierno; además, la variación de la velocidad resultante R de N. y E. en verano es bastante característica: se observa un mínimo absoluto hacia la salida del sol en el momento del máximo de la temperatura y otro mínimo más bajo hacia 15 horas, en el momento de máxima temperatura; dos máximos aparecen entre las 9 y las 12 del mediodía y alrededor de las 9 de la noche. Es probable que estos datos interesantes salgan de una manera más clara y precisa cuando el período de observación sea más largo.
Variación anual de la dirección del viento. Las siguientes tablas resumen las observaciones de la administración hechas tanto en la Oficina Meteorológica como en la Torre Eiffel durante los seis años 1890-1895. El Sr. Angot da para cada mes y año la cantidad total de veces que sopla el viento en cada una de las 32 direcciones, así como los cuatro componentes de la frecuencia siguiendo la dirección Norte, Este, Sur y Oeste, y finalmente las dos componentes principales a lo largo del meridiano N. y la perpendicular E. Informamos para abreviar las observaciones informadas solo en ocho direcciones.
Resulta, ante todo, de las 52,584 observaciones de esta tabla realizadas simultáneamente en la terraza de la Oficina Central y en la parte superior de la Torre, que el examen de las columnas de informes para 100 muestra:
- Que el número de calma es mucho mayor en la Oficina Meteorológica Central que en la Torre (14.7% en lugar de 2.8%).
- Que el viento más frecuente en la Oficina Meteorológica Central y en la Torre es el SW. (21.8% en la Oficina Meteorológica Central y 18.5% en la Torre).
- El viento menos frecuente en la Oficina Meteorológica Central y la Torre es el SE. (4.7% en la Oficina Meteorológica Central y 6.1% en la Torre).
- Que el viento del norte (entre 0 y 6, por otro lado, de 27 a 31 en el otro) es más frecuente en la parte superior de la Torre que en la Oficina (37.4% contra 30.2%).
- Que los vientos del oeste (entre 19 y 26) tienen aproximadamente la misma importancia en la Oficina Meteorológica Central y la Torre (34,11% y 33,8%).
Estos últimos se sienten más fácilmente en la superficie del suelo que los vientos del norte, que permanecen más bien en las regiones altas.
Pero la comparación de los componentes da resultados más precisos e incluso más interesantes.
Por medio de los dos componentes principales N. y E. se calcula, para cada mes y año, la magnitud R más allá de la resultante y el ángulo "que forma con el meridiano mediante las fórmulas:
R = √N2 + E2, tang α = E / N
En lugar de la magnitud R, es preferible considerar la relación r = R / p, donde p es el número total de observaciones a partir de las cuales se deduce el valor R; r entonces representa el peso relativo de la resultante. Este número sería igual a la unidad si, durante todo el período considerado, el viento hubiera soplado constantemente desde la misma dirección; siempre es necesariamente mucho más pequeño, pero su valor hace posible determinar si el viento resultante calculado realmente tiene un significado; está claro que si el valor de r cae, por ejemplo, por debajo de 0.1, no hay más, estrictamente hablando, viento promedio, y que el viento ha soplado, de hecho, de todos las direcciones. Damos a continuación los valores encontrados para r y α.
Diez meses de los doce dan, en ambas estaciones, un viento resultante que tiene un componente oeste muy marcado; Febrero y abril solo tienen viento medio en el cuadrante NE. ; de nuevo, para febrero, el bajo valor del peso relativo r de la resultante indica que esta resultante tiene poca importancia y que la dirección del viento promedio durante este mes está mal determinada.
En un promedio anual, el viento está bastante cerca de NW O. en la Torre Eiffel y O.-S.O. en la Oficina Meteorológica, el ángulo formado por las direcciones promedio en las dos estaciones es de 27 °. Una diferencia del mismo significado y casi el mismo valor se encuentra en todos los meses, excepto en febrero.
Esta diferencia no puede atribuirse a errores de observación. La orientación de las dos veletas se controla en varias direcciones mediante puntos de referencia muy lejanos (monumentos de París) cuyo azimut se ha determinado directamente para cada estación; como resultado, el posible error en la estimación absoluta de la dirección del viento no debe, en los promedios, exceder de r o 2 °. Tampoco se pueden sentir las influencias locales que se sentirían en la estación inferior; nada en la situación topográfica de la Oficina Meteorológica indica la probabilidad de tales influencias, que se excluye, además, por el hecho de que la desviación es sustancialmente la misma que la del viento que sopla del NE. (Abril), S. (Noviembre), S.-O. (Enero y octubre), desde la O. (Marzo y julio), o NW (mayo y junio).
Por lo tanto, se debe admitir como un hecho de observación que el viento en la cima de la Torre Eiffel en realidad experimenta una desviación de aproximadamente 2 ° a la derecha de la observada en las capas cercanas al suelo. La dirección de esta desviación es precisamente la que resultaría de una disminución en la fricción; pero aún no se puede decir que esta sea la única o incluso la causa principal del fenómeno. Quizás haya simplemente un efecto de la ciudad que, como hemos indicado desde el primer año de observaciones, produce un aumento local de la temperatura y una disminución de la presión que podría provocar un cambio de viento. más baja.
resumen
De la discusión de las observaciones sobre la dirección del viento del Sr. A. Angot se desprende que:
- Como variación diurna, el viento gira en sentido antihorario (de oeste a sur) por la mañana y luego por la tarde;
- Como promedio anual, el viento está bastante cerca del NWT en la Torre Eiffel, y del NWO en la Oficina del Clima, las direcciones promedio para las dos estaciones son 27°
Estos resultados son nuevos y de gran interés.
Componente vertical del viento
El Sr. Angot aún no ha resumido los resultados para este componente vertical; debemos buscarlos en las Memorias de 1891 a 1894, que recordaremos brevemente; Reproduciremos principalmente las conclusiones que son idénticas en todos los años.
El estudio de las corrientes verticales es de gran interés para la meteorología, y observaciones de este tipo aún no se han realizado en una situación tan satisfactoria como en la Torre Eiffel; por lo tanto, M. Angot da a este tema las tablas más detalladas, de las cuales recordaremos solo una pequeña parte, dejando de lado los años 1892 a 1893, cuyos resultados no son muy diferentes de los años extremos.
Memoria de 1897. La componente vertical del viento se midió por medio de un dispositivo similar a los ya empleados para este propósito por P. Dechevrens y M. Garrigou-Lagrange. Este instrumento está compuesto por cuatro aletas planas, inclinadas a 45 "y transportadas por cuatro brazos transversales horizontales, unidos por un eje vertical, alrededor del cual el sistema puede girar, con las aletas inclinadas en la misma dirección con respecto al eje, está claro que el carrete debe permanecer inmóvil en una corriente de aire horizontal, girar en una dirección cuando el viento tiene un componente vertical ascendente y en la otra dirección cuando el viento tiene un componente horizontal descendente. muy ingeniosos, imaginados por Richard Brothers, y que son idénticos a los de su veleta, los movimientos del carrete se transmiten a una distancia, por medio de solo cuatro cables, a un cilindro vertical, frente a una generatriz de la cual desciende una pluma, que marca todos los movimientos del carrete. El curso es de izquierda a derecha cuando el componente del viento está ascendiendo, de derecha a izquierda cuando el componente está descendiendo; t en una línea vertical cuando el carrete permanece estacionario. El carrete se ha calibrado en un recorrido de modo que el desplazamiento angular del rodillo receptor, durante un tiempo determinado, se pueda traducir inmediatamente en kilómetros recorridos por el viento en la dirección vertical. El carrete se instala en la parte superior de la Torre Eiffel, a la misma altura que los anemómetros (305 m sobre el suelo).
La observación de este instrumento presenta grandes dificultades; puede girar incluso en una corriente perfectamente horizontal si la velocidad del viento no es rigurosamente la misma en ambos extremos del diámetro del carrete, y para eso es suficiente para el obstáculo más pequeño. Las primeras observaciones, hechas en 1889 y a principios de 1890, revelaron una causa de error de este tipo: la vara que lleva el pararrayos de la Torre Eiffel podría hacer pantalla a veces en un lado del carrete, a veces en el otro. cuando el viento soplaba desde dos direcciones; para una de estas direcciones, hubo un aparente fortalecimiento de los vientos hacia arriba, mientras que para la otra, hubo un aparente fortalecimiento de los vientos hacia abajo.
He corregido este error colocando el carrete en el centro de un cilindro vertical grande abierto en ambos extremos. Hay mucho que temer por los remolinos que el viento puede producir en este cilindro; pero no hay razón para que estas perturbaciones introduzcan un error sistemático; de hecho, un examen cuidadoso de las observaciones no reveló tal error. Sea como fuere, las observaciones de la componente vertical del viento solo pueden darse con gran reserva, y el método de observación debería mejorarse, si es posible.
En la siguiente tabla, indicamos para cada mes el número de horas durante las cuales la componente vertical del viento ha estado ascendiendo constantemente, a veces ascendiendo y descendiendo (variable), descendiendo constantemente, y constantemente nula; luego el total de los caminos cubiertos respectivamente por los vientos ascendentes, los vientos descendentes y la proporción de estos dos números. Finalmente, para evaluar la importancia relativa de las corrientes ascendentes, agregamos para cada mes la velocidad promedio, en metros por segundo, de la componente vertical del viento, y junto a la velocidad promedio de la componente horizontal, medida por el carrete de richard la relación de estos dos números es la cotangente de la inclinación del viento en la horizontal; Proporcionamos esta relación y la inclinación correspondiente, expresada en grados y décimas de grado.
El examen de las tablas anteriores lleva a las siguientes conclusiones:
1. En todos los meses sin excepción, los vientos en contra del viento superan significativamente a los vientos en contra. La proporción del total de caminos recorridos por el viento en estas dos direcciones varía poco en los meses entre marzo y septiembre; es entonces en promedio 8,6. En los meses fríos (noviembre de 1800, excepto por las observaciones, la proporción es mucho mayor, es en promedio de 54,2 e incluso llega a 160 en diciembre de 1890. Parece difícil explicar esta preponderancia de los vientos ascendentes: no lo hacemos). se puede atribuir a la temperatura, ya que se exagera en invierno. Esto tampoco puede ser un efecto local causado por las ondulaciones del suelo, ya que la Torre Eiffel domina gran parte del área para encontrar altitudes comparables, Debe agregarse que esta preponderancia se manifiesta en todas las direcciones del viento, lo que excluye la hipótesis de una influencia de la orientación del instrumento con respecto a la dirección del instrumento. Siempre que no se pueda demostrar que esta preponderancia de los vientos ascendentes se deba a un defecto inherente al modo de observación, debe admitirse, por muy paradójico que sea. e aparecen.
2. Los períodos durante los cuales la componente vertical del viento desciende constantemente o nula ocurre principalmente durante la noche; a veces se encuentra durante el día, pero en invierno, y nunca en la estación cálida. La duración de estos periodos no excede algunas horas, excepto en invierno, por los tiempos de calma.
3. Los períodos durante los cuales los vientos ascendentes y descendentes se alternan son especialmente frecuentes durante la estación cálida, de marzo a septiembre, en el medio del día; Son incluso entonces la regla. Los vientos ascendentes todavía tienen mucho éxito, pero son frecuentemente interrumpidos por corrientes descendentes. Estas alternativas son raras durante la noche en verano y en cualquier momento durante el invierno. Los que hemos indicado en una de las tablas anteriores provienen principalmente de las horas durante las cuales hubo un cambio de régimen, donde el viento, después de haber descendido, se volvió ascendente o recíproco; no son alternativas a los vientos ascendentes y descendentes propiamente dichos.
4. Los períodos de viento en constante ascenso tienen una duración muy variable; Son especialmente importantes durante la estación fría, donde a veces se observan de forma continua durante varios días, e incluso durante más de una semana.
5. La relación promedio de los componentes vertical y horizontal del viento es muy pequeña, es decir, la inclinación del viento en el horizonte es siempre pequeña; Para los catorce meses que hemos considerado, esta inclinación promedio es de 40.
Memoria de 1804. A continuación damos una tabla similar a la de 1891.
Como podemos ver por los números de la última columna, la inclinación promedio del viento en la horizontal es siempre muy débil; Alcanzó su máximo valor, 6 °, en noviembre.
Las conclusiones que se pueden extraer de las tablas anteriores son idénticas a las proporcionadas por la discusión de años anteriores; por lo tanto, es inútil insistir en ello, y nos remitiremos a este punto a las Memorias anteriores.
Terminaremos con algunos detalles sobre la tormenta del 12 de noviembre de 1894, que presentó una violencia extraordinaria en París y en todo el norte de Francia. El centro de la depresión estaba en las Islas Scilly a las 7 en punto; está en Cherburgo a las seis en punto, luego sube por el Paso de Calais y el Mar del Norte; así pasó unos 200 km al norte de París, donde se observó el mínimo barométrico entre las 5 pm y las 7 pm.
La siguiente tabla muestra, en metros por segundo, la velocidad promedio para cada hora del componente horizontal y el componente vertical en la Torre Eiffel; Hemos añadido la indicación de la inclinación del viento en la horizontal y su dirección.
A lo largo de la tormenta, el viento mostró un componente vertical dirigido desde abajo hacia arriba. La inclinación del viento, la máxima en el momento en que el centro de la tormenta está más cerca (8 °, 7), es todavía muy grande y casi igual en la mitad anterior del vórtice. Por el contrario, se vuelve muy débil a cierta distancia en la parte posterior, donde el viento ascendente se corta con frecuentes alternancias de vientos descendentes, que no ocurrieron en la parte anterior. Frente a la depresión, el viento está aumentando clara y constantemente, mientras que bastante hacia atrás es casi exactamente horizontal. La velocidad de la corriente horizontal era, además, la misma al principio y al final, y la dirección variaba solo en 45 °, entre los momentos de las velocidades verticales más grandes y más pequeñas; estos fenómenos son, por lo tanto, reales y no pueden atribuirse al modo de exposición de los instrumentos.
Otras tormentas observadas anteriormente han dado resultados similares, pero todas ellas también se relacionan con la parte del vórtice a la derecha de la trayectoria.
